[이달의 과학기술자상] 선정경위·업적
열전현상 응용·공학분야 획기적 전기
유한일 교수는 초전도체가 아닌데도 불구하고 상온에서 매우 넓은 온도범위에 걸쳐서 열기전력이 '영(0)'이 되는 새로운 세라믹 물질을 세계 최초로 발견했다.
이 같은 연구성과는 재료 공학계에서는 사상 처음으로 세계 최고의 학술지 네이처(Nature)지(2000년 10월 5일자)에 게재돼 전세계 과학자들을 놀라게 했다.
모든 물질은 온도 차이가 발생하면 내부에 기전력이 발생한다. 이러한 현상은 처음 발견한 과학자 이름을 따서 '제벡효과(Seebeck effect)' 또는 열전현상이라고 부른다.
그러나 물질이 초전도체 상태가 되면 열전효과가 완전히 사라진다. 따라서 열전효과는 물질의 초전도체 여부를 판단하는 근거로 사용되기도 했다.
이 물질은 화학적 조성이 Ti3SiC2(티타늄규소탄화물)로서 절대 열기전력이 실온에서부터 섭씨 550도까지의 온도 범위에 걸쳐서 영(0)이 되는 것으로 확인되었으며 이 온도 영역 바깥에서도 영(0)이 될 것으로 예상된다.
뿐만 아니라 이 새로운 물질은 세라믹인데도 불구하고 전기전도도가 전 온도 범위에 걸쳐 금속인 구리에 버금가며 열전도도 역시 금속만큼 높다. 여기에 파괴인성, 강도, 내열충격성 등 기계적 특성은 기존의 어떤 세라믹보다도 뛰어나다.
그러면서도 이 세라믹는 내산화성이 탁월하며 윤활유 없이도 선반가공, 드릴링 등 기계적 가공이 가능하다. 이 소재는 세라믹 소재의 한계를 뛰어 넘는 돌파구가 될 것으로 예상된다.
유 교수는 새로운 세라믹 신소재의 발견으로 열전현상을 응용하거나 제어하는 공학분야가 발전하는 획기적인 전기를 마련했다. 또 재료의 열전현상을 보다 더 근본적으로 이해하고 나아가 열전특성을 제어할 수 있는 재료공학적 기법을 찾는 계기를 제공한 것으로 평가 받고 있다.
◇심사의원 ▦박승덕 전 한국표준과학연구원 원장 ▦구본국 삼성전자 기술총괄고문 ▦권영한 한국전기연구소 소장 ▦김진동 서울경제신문사 주필 ▦김충섭 한국화학연구소 소장 ▦남수우 한국과학기술원 재료공학과 교수 ▦박호군 한국과학기술연구원 원장 ▦이문기 연세대학교 전자공학과 교수 ▦손장열 한양대학교 건축공학과 교수 ▦여종기 LG화학기술연구원 원장 ▦이준승 이화여자대학교 생물학과 교수 ▦정명세 ㈜덕인회장 ▦정재명 서울대학교 수학과 교수 ▦채재우 인하대학교 기계공학과 교수 ▦최재익 과학기술부 기획조정심의관
